汇编梦幻钢琴程序设计报告.docx

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汇编梦幻钢琴程序设计报告

《汇编语言程序设计》

综合程序设计实验报告

题目：

梦幻钢琴

1、项目简介

利用汇编语言设计一个模拟钢琴演奏程序。

在显示器上显示出钢琴的键盘，以计算机键盘的相应键模拟钢琴键盘进行乐曲的演奏。

在PC机键盘上按键，屏幕上对应的钢琴键出现跳动，并发出相应音符的声音，例如：

按字母“A”， 发C大调 do

 按字母“S”， 发C大调 re

 按字母“D”， 发C大调 me

按字母“F”， 发C大调fa

……

按下f1、f2、f3、f4、f5会依次播放程序中所添加的歌曲；如果想要使该歌曲加速播放，可以同时按住“shift”键和“+”键；若要减速播放，则按“shift”键和“-”键。

在弹奏钢琴曲时，直接按动“A”、“S”、“D”、“F”、“G”、“H”、“J”键表示的是中音区，高音区用右shift键加以上键弹奏，低音区用左shift键加以上键弹奏，也可以通过C、D转换是弹奏变为C大调或D大调。

二、小组成员具体分工

1、界面设计-刘静

（1）、屏幕设置

MOVAH,00H

MOVAL,0DH

INT10H

MOVAH,0BH;11号功能，设置背景颜色

MOVBL,00H

INT10H

（2）、钢琴绘制，绘制键盘时的坐标的确定：

白色琴键坐标：

ST_LXDW50,61,72,83,94,105,116;起点横坐标

ST_MXDW127,138,149,160,171,182,193

ST_HXDW204,215,226,237,248,259,270

ST_YDW50;起点纵坐标

ED_LXDW60,71,82,93,104,115,126;终点纵坐标

ED_MXDW137,148,159,170,181,192,203

ED_HXDW214,225,236,247,258,269,280

ED_YDW90;终点纵坐标

黑色琴键坐标

BT_XDW57,68,90,101,112;起点横坐标

DW134,145,167,178,189

DW211,222,244,254,265

BT_YDW50;起点纵坐标

BD_XDW64,75,97,108,119;终点横坐标

DW141,152,174,185,196

DW218,229,251,262,273

BD_YDW70;终点纵坐标

宏定义绘制填充矩形：

DRAWMACROSTART_X,START_Y,END_X,END_Y,COLOR

宏定义绘制不填充矩形：

DRAWSQREMACROSTART_X,START_Y,END_X,END_Y,COLOR

最后在主程序INITPROCNEAR调用以上定义的宏来绘制琴键。

（3）、琴键绘制PIANO_DRAWPROCNEAR

（4）、屏幕显示字符SHOW_CHARPROCNEAR、SHOW_TEXTPROCNEAR

2、功能调试-刘铸辉

通过调用子程序来实现各个功能：

（1）、手动演奏GEN_HANDPROCNEAR

（2）、自动播放发声程序GEN_AUTOPROCNEAR

（3）、延时程序WAITFPROCNEAR

（4）、自动播放歌曲SCAN_SONGPROCNEAR、PLAY_SONGPROCNEAR

（5）、C/D调及对应的低、中、高频率分别载入LOAD_AUDIOPROCNEAR

（6）、C/D调判断及其状态在屏幕上的显示SCAN_TUNEPROCNEAR;

三、需求分析与设计

1、钢琴绘制。

这部分主要实现画钢琴键盘键身的功能。

它是由二十一个白色的长方块和十五个黑色的长方块构成的，要在屏幕上画出有立体效果的长方形白色和黑色键盘，我们需要用BIOS调用编织线使程序。

显示适配器都自带显示服务的BIOS，利用它所提供的BIOS调用来编写程序，对于我们编程应用者来说是透明的，我们只需要调用显示驱动程序INT  10H。

钢琴主要是由矩形、直线等规则几何形状构成，通过画点、画线等基本程序完成钢琴的绘制。

对于绘制钢琴键盘，为使其有立体感，还需要先在excel表中绘制一个简单的钢琴键盘，准确对应其各个边界的坐标。

钢琴键盘的动态显示则是同步于键盘的按键有按下和弹起的动画。

这部分功能需要也可以用绘制钢琴的方法来实现这个效果。

绘制琴键：

PIANO_DRAWPROCNEAR

白色琴键：

LEASI,ST_LX;取白色琴键起始点有效地址

LEADI,ED_LX;取白色琴键结束点有效地址

MOVCX,21;白色琴键数目21

NEXT_DRAW:

DRAW[SI],ST_Y,[DI],ED_Y,0FH;调用宏定义画白键

DRAW[SI],90,[DI],93,07H;阴影

ADDSI,2;下一个键

ADDDI,2

LOOPNEXT_DRAW;CX-1不为0继续画

黑色琴键：

LEASI,BT_X;取黑色琴键起始点的有效地址

LEADI,BD_X;取黑色琴键结束点的有效地址

MOVCX,15;黑色琴键15个

NEXT_BLOCK:

DRAW[SI],BT_Y,[DI],BD_Y,00H;调用宏定义画黑色琴键

ADDSI,2;下一个键

ADDDI,2

LOOPNEXT_BLOCK;CX-1不为0继续画黑键

2、发声程序。

该发生程序是在修改BEEP发声程序的基础上，以实现为8088/86编写一个任意频率和任意持续时间的通用发声程序。

该程序包括以下三个步骤：

（1）在8253/54中的43端口送一个控制字0B6H（10110110B），该控制字对定时器2进行初始化，使得定时器2准备接受计数初值。

（2）在8253/54中的42H端口装入一个16位计数值，已建立将要产生的声音频率。

（3）把输出端口61H的0、1两位置1，发出声音。

具体实现如下：

GEN_HANDPROCNEAR;手动演奏发声程序

;IN：

DI

PUSHAX

PUSHBX

PUSHCX

PUSHDX

PUSHDI

;定时器初始化程序

MOVAL,0B6H;定时器初始化，

;选择计数器2，工作在方式3OUT43H,AL

;OUT43H,AL;向定时器送初值

MOVDX,12H;1.1931Mhz/给定的频率=12348h/给定频率=计数初值

MOVAX,348CH;12348h存入DX:

AX中，商存AX，余数存DX

DIVDI;DI为给定的频率

OUT42H,AL;定时器送处值

INAL,61H;开扬声器

MOVAL,AH;给定时器2写入AX中存放的计数初值

OUT42H,AL

INAL,61H

MOVAH,AL;把8255输出端的61H的0、1位置1，并把端口状态写入AH

ORAL,3

OUT61H,AL

WAIT1:

CALLWAITF;调用延时程序

INAL,60H;读取键盘扫描码，按下和放开都有相应的扫描码，放开码=按下码+80h>80h

TESTAL,80H;查询键是否放开

JZWAIT1;未放开继续查询，AL不等于80H则继续延时

MOVAL,AH;恢复8255端口61H的状态（即按键放开），关扬声器

OUT61H,AL;通过监控端口61H的PB4固定不变的触发时间来产生延迟时间

POPDI;恢复寄存器状态

POPDX

POPCX

POPBX

POPAX

RET

GEN_HANDENDP

3、延时程序。

80x86的各种处理器采取了6~66MHz的工作频率，loop指令的执行时间在这些处理器上也不相同。

为了建立一个与处理器无关的延时，IBM采用了一种利用硬件产生时间延时的方法，即通过监控端口61H和PB4，使PB4每15.08微秒触发一次，一产生一个固定不变的时间基准。

在IBMPCATBIOS的WAITF子程序，就是一个产生Nx15.08微秒时间演示的程序。

调用WAITF子程序时，CX寄存器必须装入15.08微秒的倍数N。

利用WAITF子程序能获得任意的时间延时，而不必在考虑CPU的型号和工作频率。

具体实现如下：

WAITFPROCNEAR

;延时程序

PUSHAX

MOVCX,DELAY_TIME

WAITF1:

INAL,61H

ANDAL,10H;检查PB4口

CMPAL,AH;判断AL变化否

JEWAITF1;没有变化则等待AL变化

MOVAH,AL;保存PB4的新状态（AL中）

LOOPWAITF1;CX-1不为0就回到WAITF1

POPAX;AX出栈

RET

WAITFENDP

4、音符的演奏。

在PC系列机上，8254的三个计数器各有其作用，计数器0用于维护系统时钟；计数器1用于周期性的向DMA发送数据请求信号，供存储器刷新使用；计数器2接到扬声器用来产生声音。

各计数器的输入时钟脉冲频率均为1.19318MHz。

通过设置计数值可以产生各种频率的声音。

与此同时，许多输入输出操作都是由8255A可编程外设接口来控制的。

利用CPU支持的外围电路8254与8255，通过汇编程序改变8255的PB0，PB1口，接通扬声器，使得计算机能够发出一定频率的声音，同时通过8254的与8255连接的2号计数器控制指定频率，从而达到控制扬声器的音调的效果。

具体实现如下：

GEN_HANDPROCNEAR;手动演奏发声程序

;IN：

DI

PUSHAX

PUSHBX

PUSHCX

PUSHDX

PUSHDI

;定时器初始化程序

MOVAL,0B6H;定时器初始化，

;选择计数器2，工作在方式3OUT43H,AL

;OUT43H,AL;向定时器送初值

MOVDX,12H;1.1931Mhz/给定的频率=12348h/给定频率=计数初值

MOVAX,348CH;12348h存入DX:

AX中，商存AX，余数存DX

DIVDI;DI为给定的频率

OUT42H,AL;定时器送处值

INAL,61H;开扬声器

MOVAL,AH;给定时器2写入AX中存放的计数初值

OUT42H,AL

INAL,61H

MOVAH,AL;把8255输出端的61H的0、1位置1，并把端口状态写入AH

ORAL,3

OUT61H,AL

WAIT1:

CALLWAITF;调用延时程序

INAL,60H;读取键盘扫描码，按下和放开都有相应的扫描码，放开码=按下码+80h>80h

TESTAL,80H;查询键是否放开

JZWAIT1;未放开继续查询，AL不等于80H则继续延时

MOVAL,AH;恢复8255端口61H的状态（即按键放开），关扬声器

OUT61H,AL;通过监控端口61H的PB4固定不变的触发时间来产生延迟时间

POPDI;恢复寄存器状态

POPDX

POPCX

POPBX

POPAX

RET

GEN_HANDENDP

5、自动播放歌曲。

（1）、为所要播放的乐曲的定义一个频率表和节拍表。

以所播放的第二首歌曲两只老虎为例：

频率表：

MUS_FREQ2DW262,294,330,262,262,294,330,262;两只老虎

DW330,349,392,330,349,392,392,440

DW392,349,330,262,392,440,392,349

DW330,262,294,196,262,294,196,262

DW262,294,330,262,262,294,330,262

DW330,349,392,330,349,392,392,440

DW392,349,330,262,392,440,392,349

DW330,262,294,196,262,294,196,262

DW0

节拍表：

MUS_TIME2DW25,25,25,25,25,25,25,25,25,25

DW50,25,25,50,12,12,12,12,25,25

DW12,12,12,12,25,25,25,25,50,25,25,50

DW25,25,25,25,25,25,25,25,25,25

DW50,25,25,50,12,12,12,12,25,25

DW12,12,12,12,25,25,25,25,50,25,25,50

（2）、分表将两个表的偏移地址放入SI和BP中

LEABP,MUS_TIME2

LEASI,MUS_FREQ2

（3）、从表中读出的音符频率放入DI中，取出音符的持续时间（10s的倍数）放入BX中。

MOVDI,[SI]

MOVBX,[BP]

（4）、最后调用GEN_AUTO子程序发出声音。

6、C、D调的转换。

从C调向D调进行转换，先判断当前音符为哪种调，若为C调，则进行跳转，跳转的过程中开D灯，关C灯；反之同原理。

调用的是SCAN_TUNE子程序。

SCAN_TUNEPROCNEAR;

;C/D调判断及其状态在屏幕上的显示

;IN:

DL键盘扫描码

;OUT:

TUNE

CMPDL,2EH;判断是C否

JNZNEXT_D;不是则判断是D否

MOVTUNE,'C'

DRAW55,38,60,41,0EH;关D灯

DRAW65,38,70,41,0AH;开C灯

JMPTUNE_END;结束

NEXT_D:

CMPDL,20H;判断D否

JNZTUNE_END

MOVTUNE,'D'

DRAW55,38,60,41,0AH;开D灯

DRAW65,38,70,41,0EH;关C灯

TUNE_END:

RET

SCAN_TUNEENDP

4、代码及分析

;宏定义

DRAWMACROSTART_X,START_Y,END_X,END_Y,COLOR

LOCALDRAW_NEXT

;local：

避免宏重复调用时，标号的重复

;功能：

画填充的矩形

;使用条件：

START_X

PUSHAX

PUSHBX

PUSHCX

PUSHDX

MOVAH,0CH;写像素点，12号功能，写图形像素

MOVAL,COLOR;设置颜色，像素值

MOVBH,0;选用页号0

MOVCX,START_X;列起始点

MOVDX,START_Y;行起始点

DRAW_NEXT:

INT10H;画点

INCCX;开始画横线

CMPCX,END_X;比较行是否画完

JNEDRAW_NEXT;画另一行

MOVCX,START_X;另一行的起始点

INCDX;下一行

CMPDX,END_Y;比较列是否画完

JNEDRAW_NEXT;未完继续画

POPDX;出栈

POPCX

POPBX

POPAX

ENDM

DRAWSQREMACROSTART_X,START_Y,END_X,END_Y,COLOR

LOCALROW_UP,ROW_DOWN,RANK_LEFT,RANK_RIGHT

;功能：

画不填充的矩形

PUSHAX

PUSHBX

PUSHCX

PUSHDX

PUSHSI

MOVAH,0CH;写像素点

MOVAL,COLOR;设置颜色

MOVBH,0;选用页号0

MOVCX,START_X;列起始点

MOVDX,START_Y;行起始点

ROW_UP:

;画上边

INT10H;画点

INCCX;画横线

CMPCX,END_X;比较行是否画完

JNEROW_UP;画另一边

RANK_RIGHT:

;画右边

INT10H;画点

INCDX;画横线

CMPDX,END_Y;比较行是否画完

JNERANK_RIGHT;画另一边

MOVCX,START_X;下边起始点

MOVSI,END_X

INCSI

ROW_DOWN:

;画下边

INT10H;画点

INCCX;画横线

CMPCX,SI;比较行是否画完

JNEROW_DOWN;画另一边

MOVDX,START_Y;右边起始点

MOVCX,START_X

RANK_LEFT:

;画右边

INT10H;画点

INCDX;画横线

CMPDX,END_Y;比较行是否画完

JNERANK_LEFT;画另一边

POPSI

POPDX

POPCX

POPBX

POPAX

ENDM

;数据段

DATASEGMENT

;定义在屏幕绘制字

START_COLDB?

;存储起始行

TEXTDB13;起始行

DB4;起始列

DB0AH

DB'*********ThisisPiano**********',0FFH,'***Welcome!

Haveagoodtime!

***',0FFH;字体颜色，设置颜色

DB'DreamPiano',0FFH,'LiuZhuHuiANDLiuJing2013-11-22',0FFH,0FFH;显示字

DB0FFH,'1a.s.d.f.g.h.jTOMAKEMUSIC'

DB0FFH,'2F2~F5TOPLAYAMUISC'

DB0FFH,'3shiftand+/-TOup/downTHEMUSIC'

DB0FFH,'4L/RSHIFTTOHIGHT/LOW.'

;DB10DUP（4DUP（0DBH）,4DUP（20H））,0FFH;颜色交叉矩形

;DB10DUP（4DUP（20H）,4DUP（0DBH））,0FFH

;DB10DUP（2DUP（0DBH）,2DUP（20H））,0FFH

;DB10DUP（2DUP（20H）,2DUP（0DBH））,0FFH

;DB10DUP（2DUP（0DBH）,2DUP（20H））,0FFH

;DB10DUP（2DUP（20H）,2DUP（0DBH））,0FFH

DB00

;白色琴键坐标

ST_LXDW50,61,72,83,94,105,116;起点横坐标

ST_MXDW127,138,149,160,171,182,193

ST_HXDW204,215,226,237,248,259,270

ST_YDW50;起点纵坐标

ED_LXDW60,71,82,93,104,115,126;终点纵坐标

ED_MXDW137,148,159,170,181,192,203

ED_HXDW214,225,236,247,258,269,280

ED_YDW90;终点纵坐标

;黑色琴键坐标

BT_XDW57,68,90,101,112;起点横坐标

DW134,145,167,178,189

DW211,222,244,254,265

BT_YDW50;起点纵坐标

BD_XDW64,75,97,108,119;终点横坐标

DW141,152,174,185,196

DW218,229,251,262,273

BD_YDW70;终点纵坐标

;音乐频率值

LOWDDW131

LOWDDDW221,248,278,294,330,371,416;低音

MIDDW262

MIDDDW441,495,556,589,661,742,833;中音

HGHDW523

HGHDDW882,990,1112,1178,1322,1484,1665;高音

KEYFLAGDB1;标记低（0）、中

（1）、高

（2）音键

KEYNUMDW1;存储1~7,按键编号缓存，提取对应的按键位置

DELAY_TIMEDW7000;延时缓存，用于播放时存如BX计数

SONGDW100;保存所选的自动演奏的曲目

TUNEDW1;标记c调或d调,按键状态缓存

AUDIODW1;标记低音{1}，中音{2}，高音{3}

;自动演奏的歌曲频率和延时

MUS_FREQ1dw196,220

dw262,262,262,262,262,220,196

dw262,262,262,262,294,262,220,262

dw294,294,294,294,294,262,220

dw294,294,294,294,330,294,330,392

dw440,440,392,440,392,330

dw294,294,330,294,262,220,196,220

dw262,262,262,262,262,220

dw262,196,220

dw440,440,392,440,524,440

dw392,330,294,262,220,196,220

dw262,262,262,262,294,262

dw262,330,392

dw440,440,440,440,524,440

dw392,392,392,440,392,330,294

dw262,262,262,262,294

dw330,330,294

dw262,262,262,262,524,440

dw392,392,392,440,392,330,392

dw440,524,524,440,392

dw392,330,392

dw440,440,440,440,524,440

dw392,392,392,440,392,330,294

dw262,262,262,262,392

dw330,330,294

dw262,262,262,262,294,330

dw392,392,330,392,330,392

dw440

dw9,9,196,660,294,294,262

dw262,-1

MUS_TIME1dw40,40

dw40,20,40,40,80,40,40

dw40,20,40,20,20,80,40,40

dw40,20,40,40,80,40,40

dw40,20,40,20,20,80,40,40

dw4